[发明专利]AlGaN/GaN HEMT小信号模型的参数提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种参数提取方法，尤其涉及一种AlGaN/GaN HEMT小信号模型的参数提取方法，属于集成电路技术领域。 

背景技术

AlGaN/GaN HEMT小信号模型是建立大信号模型的基础，而小信号模型参数的提取方法是决定小信号模型是否准确的主要因素。小信号模型参数是由小信号模型拓扑结构决定的，包括外围寄生参数和内部本征参数。一般情况下，外围寄生参数是线性元件，也就是不随外界偏置电压和频率的改变而改变的，主要包括串联寄生电阻R_g，R_d，R_s；串联寄生电感L_g，L_d，L_s，外围寄生电容C_pg，C_pd和C_pgd。内部本征参数是非线性元件，会随着外界偏置电压和频率的改变而发生变化，主要包括内部栅电容C_gs、C_gd，源漏电流源I_ds由跨导g_m和其延迟因子τ_m表征，源漏电导g_ds和其延迟因子τ_ds。漏源电容C_ds和栅源沟道电阻R_i随着外界偏压的变化很小，可以认为是线性参数。在小信号激励的情况下，内部本征元件的变化也可以等效为线性变化的元件，这样小信号模型所有参数在固定的偏置状态下都有确定的数值，用来表征特定状态下器件的高频特性。 

小信号模型与器件的拓扑结构有关，而器件的拓扑结构表征了器件本身的物理特性，也就是说每一个小信号模型参数都具有特定的物理意义，这样就能够反映出器件的物理结构特征和特定的物理解释，这些也与器件制作过程中的每一步工艺参数紧密的联系起来，物理参数的变化可以导致小信号模型参数的改变，而小信号模型参数也能够指导工艺步骤，改进器件的结构， 指导器件性能改进的方向；小信号模型反映了特定偏置下的高频特性，也是建立大信号模型的必要步骤，所以小信号模型参数的提取也关系到大信号模型的准确性，而大信号模型在特定偏置下也能够反映出小信号特性。 

对于GaN HEMT器件，由于是新材料和器件，与传统的工艺步骤有些不同的地方，每一步的工艺准确性的监测很重要，而在器件制作完成后，等效电路模型可以整体表征器件特性，反映器件性能，整体评估该工艺流程中的器件各种特性。小信号等效电路在电路中可以仿真特定偏置状态的S参数，得到器件和电路的增益，可以用于设计小信号放大器等应用。所以，对小信号等效电路的研究很有意义，因此小信号等效电路参数的提取方法就变得尤为重要。 

发明内容

本发明的目的是为了把器件的物理拓扑和等效电路参数联系起来，同时也为器件的大信号模型的建立提供必要的基础，提供了一种AlGaN/GaN HEMT小信号模型的参数提取方法。 

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种AlGaN/GaN HEMT小信号模型的参数提取方法包括： 

步骤10：测量外围开路去嵌电路的散射参数S，并将其变换得到导纳参数Y，从而计算出外围寄生电容C_pg、C_pd和C_pgd的数值，所述外围开路去嵌电路包括外围寄生电容C_pg、C_pd和C_pgd，所述外围寄生电容C_pgd串联C_pg和C_pd之间； 

步骤20：在V_gs＞0，V_ds＝0V的偏置状态下，选择两组AlGaN/GaN HEMT器件的栅电压值分别为V_gs1和V_gs2，测试得到两组分别与两组栅电压值对应的且小于10mA的电流值I_gs1和I_gs2，电流值I_gs1和I_gs2的大小比较接近，再测量栅电压值分别为V_gs1和V_gs2时的S参数，并将其变换得到阻抗参数Z，再计算得到串 联寄生电阻和串联寄生电感的数值；